Каменная кладка стен

 

Для кладки из искусственных камней могут применяться только строительные материалы, соответствующие требованиям норм. При ненормируемых материалах их пригодность по прочности и применимости должна быть доказана расчетом.

 

Прочность каменной кладки

 

Прочность на сжатие кладочных камней и кладочных растворов в значительной степени определяет несущую способность стеновой кладки. Обычные кладоч­ные камни имеют прочность на сжатие от до 28 Н/мм², а камни с особыми требо­ваниями к прочности имеют ее в пределах от 36 до 60 Н/мм². Прочности на сжа­тие строительных растворов при испытаниях качества составляют от 2,5 Н/мм² для MG II до 20 Н/мм² для MG Ша, а при испытаниях на соответствие — между 3,5 Н/мм² для MG II и 25 Н/мм² для MG IIIа.

Упрощенный метод расчета может быть применен, если:

• Высота здания (средняя между высотой карниза и конька крыши над зем­лей) составляет не более 20 м;
• Пролет перекрытий составляет не более 6 м;
• Толщина внутренних и наружных стен, по которым определяется высота стен в свету, соответствует данным табл. «Предпосылки для применения упрощенных методов».

 

 

Прочность на сжатие каменной кладки дается в зависимости от проч­ности камней, видов раствора и групп растворов в качестве основного зна­чения (сигма нулевое) допустимого напряжения сжатия.

 

 

Существуют основные значения для кладки с нормальным раствором (табл. «Основные значения σ₀ допусти­мых сжимающих напряжений для кладки с нормальным раствором»), основные значения для кладки с тонкослойным и легким ра­створом (табл. «основные значения σ₀ допустимых сжимающих напряжений для кладки с тонким швом и швами из легкого раствора») и основные зна­чения для кладки при испытаниях на соответствие (табл. «Основные значения σ₀ допусти­мых напряжений на сжатие для кладок при испытаниях на соответствие»).

 

 

Так, напри­мер, основное значение допустимого напряжения на сжатие о₀ при приме­нении камней класса прочности 8:

• Для кладки с нормальным раство­ром MG II — 1,0 МН/м²;
• Для кладки с тонким слоем раство­ра, например, из плоских цемент­но-песчаных камней — 2,0 МН/м²;
• Для кладки на легком кладочном растворе ЛМ 36 — 1,0 МН/м²;
• Для кладки по испытаниям на соответствие с раствором MG II — произведение номинального значения прочности: 7 МН/м² х 0,35 = 2,45 МН/м².

 

 

При определении размеров кладки по упрощенному методу необходимо по­казать, что допустимые напряжения сжатия не превышаются. Это рассчи­тывается по формуле:

σ_D = k·σ₀

Основное значение (очевидно, сигма нулевое) умножается на коэф­фициент ослабления к (коэффициент запаса). Этот коэффициент имеет зна­чение, равное 1:

• При стенах, служащих промежуточ­ными опорами;
• При стенах, служащих односторон­ними конечными опорами, когда их «стройность» равна h_k/d ≤ 10, где h_k — свободная высота, d — тол­щина стены;

• При конечных опорах на внутрен­ние и наружные стены, когда про­лет междуэтажных перекрытий I= 4,20 м,

• При коротких стенах (кирпичных столбах, когда они в сечении со­стоят из одного или нескольких сплошных кладочных камней или из пустотных камней с пустотноcтью менее 35% и не ослаблены шлицами или выступами).

 

Для всех других случаев примене­ния коэффициенты ослабления дол­жны определяться отдельно.

Более точный метод расчета может быть применен для отдельных частей зданий, отдельных этажей или целых сооружений. Он может дать более целесообразные и выгодные размеры каменной кладки.

 

Кладка стен

 

Стены из кладки различаются на несу­щие и ненесущие, а по положению — на наружные и внутренние стены.

 

Несущие стены

 

Несущие стены — это стены, преиму­щественно нагруженные сжимающи­ми нагрузками, которые должны не­сти нагрузку более, чем собственный вес от одного этажа, и воспринимают также горизонтальные силы, например, от ветра (рис. «Стены из кладки»). Несущие внутренние и наружные стены следует устраивать толщиной не менее 11,5 см, если по причинам прочности и устойчивости, а также из условий строительной физики и пожаро-защиты они не должны быть толще. Нагрузки от несущих стен должны передаваться на землю через фундаменты.

Короткими стенами называются стены или стеновые пилоны, пло­щадь сечения которых меньше 1000 см². Сечения кладки площадью менее 400 см² недопустимо использовать в качестве несущих стен. Минимальные размеры несущих пилонов 11,5 х 36,5 см или 17,5 х 24 см.

Стены жесткости служат для придания дополнительной изгибной жесткости несущим сте­нам или для придания жесткости зданию. Они счи­таются также несущими стенами. Стены жесткости должны иметь рабочую длину не менее 1/5 высоты этажа в свету h_s и толщину, равную 1/3 толщины сте­ны, которой придается дополнительная изгибная жесткость, но не менее 11,5 см. Если в стене жест­кости имеются проемы, то оставшаяся стена между проемами должна иметь по меньшей мере ширину, равную 1/5 средней арифметической величины вы­сот этих проемов (рис. «Минимальные размеры стен жесткости»).

Стены подвалов должны выдерживать давление земли. Они могут возводиться без расче­та, если выполняются следующие условия:

• Высота в свету стены подвала не больше 2,60 м, и ее толщина составляет не менее 24 см.
• Перекрытие над подвалом работает как диафраг­ма и может воспринимать силы давления грунта.
• Транспортные нагрузки на площадке в районе стен подвала не более 5 кН/м², поверхность пло­щадки не имеет уклонов, и высота насыпи h_e не более высоты стены h_s (рис. «Нагрузки на стены подвалов»).
• Нагрузка на стену подвала под перекрытием над подвалом N₀ лежит между N₀ max и N₀ min. При этом для стены подвала рассчитывают так: max N₀ = 0,45 х толщину стены d х базовое значение допускаемого напряжения сжатия; min N₀ зави­сит от толщины стены (табл. «Min N₀ для стен подвалов без расчета»).

Для того чтобы иметь возможность определить экономичное значение требуемой минимальной нагрузки N₀, различные изготовители кладочных камней разработали точный табличный метод для кладки на растворе и насухо. По этим таблицам можно определить min N₀ при различных насы­пях, углах откоса и транспортных нагрузках для обычных толщин стен подвалов.

 

Ненесущие стены

 

Под ненесущими стенами понимают части зданий в виде пластин, которые на­гружены преимущественно только собственным весом и не предназначены для придания жесткости зданию или увеличения изгибной жесткости несущих стен.

Ненесущие стены не должны нести нагрузку ни от каких других частей зданий, однако они должны пе­редавать действующие на их плоскость усилия на соседние конструкции, как, например, на плиты перекрытий. Они могут быть ненесущими наружными стенами (стенами заполнения) в фахверке (рис. «Стены-заполнения») и в каркасе, а также ненесущими внутренними перегородками для разграничения помещений. Такие стены с малой толщиной и малым весом называют легкими перегородками. Они выполняют только ог­раниченные теплотехнические требования, требо­вания по звукоизоляции и по пожар­ной защите.

При ненесущих стенах можно пренебречь расчетом, если:

• Стены раскреплены со всех сторон;
• Выдерживаются предписанные раз­меры плоскостей стен в зависимо­сти от высоты над уровнем земли и от толщины стены;
• Применяется нормальный раствор минимум группы Па, тонко-шов­ный раствор или легкий раствор LM 36.

 

 Выступы и выемки

 

Выемки (шлицы) и выступы могут влиять на несущую способность и ус­тойчивость стен, а также на их звуко- и теплоизоляцию. В щеках ды­мовых труб шлицы и выступы недо­пустимы. Они могут выкладываться из кирпича, вырезаться фрезами или выполняться специальными инстру­ментами.

Выложенные с перевязкой верти­кальные вырезы (шлицы) и выступы могут выполняться при соблюдении определенных условий в стенах с тол­щиной начиная с 17,5 см (рис. «Устройство шлицов и выступов»). При этом ширина выреза может быть разделена на несколько малых шлицов. Общая ширина их, однако, не должна превышать допустимый раз­мер, отнесенный к длине стены, рав­ной 2,00 м. Расстояние выложенных вырезов и выступов от проемов дол­жно быть не менее двукратной ши­рины выреза, но не менее 24 см; рас­стояние вырезов и выступов друг от друга должно соответствовать по меньшей мере ширине выреза.

Для принимаемых без расчета размеров шлицов и выступов дей­ствуют следующие правила (рис. «Горизонтальные и вертикальные нерасчетные шлицы»).

• Вертикальные шлицы и выступы, которые выполняются после того, как выложены стены, не должны быть глубже 3 см и шире 20 см.
• В сильно нагруженных местах, как, например, под опорами балок, а также в коротких стенах выемки и выступы устраиваться не должны.
• Горизонтальные шлицы (штробы), которые устраиваются после того, как будут выложены стены, могут выполняться без расчета при толщине стены 17,5 см и более, если они не длиннее 1,25 м и не глубже 3 см.
• Шлицы, которые имеют высоту не более 1 м над полом при толщине стен 24 см и более, могут иметь глубину до 8 см и ширину до 12 см.
• Горизонтальные шлицы могут располагаться по высоте не менее 40 см над по­лом и не менее 40 см от потолка.

 

Шлицы после вставки шумо- и теплоизоляционных материалов необходимо профессионально заделать кладкой, плитными материалами или штукатуркой по сетке-рабице.

 

Сборные элементы в кладке

 

Готовые сборные элементы в каменном строительстве могут служить дополни­тельными строительными деталями для завершения кладки стен, как, например, перемычки, короба для роль-ставен и поясные (карнизные) камни, подоконные сливы, парапетные камни, а также покрытия отдельно стоящих стен. Кроме того, в каменном строительстве применяются такие сборные элементы, как своды под­валов и световые шахты.

 

Перемычки

 

Проемы в стенах, как, например, двери, имеют несущее перекрытие в виде балок, называемых перемычками. Перемычки могут быть монолитными или сбор­ными железобетонными. Они могут быть плоскими (горизонтальными) или в форме круговых арок, сегментных арок, коробчатых или стрельчатых арок.

Железобетонные перемычки постав­ляются в виде сборных элементов или изготавли­ваются на стройплощадке. Их ширина соответству­ет ширине стены; высота подгоняется под высоту облицовочной кладки. Из-за лежащей внизу арма­туры необходимо, чтобы на перемычке был обозна­чен верх и низ, для того чтобы избежать их непра­вильной установки.

Сборные перемычки, называемые так­же плоскими (брусковыми), состоят из балочек-оболочек U-образного сечения. Они армируются и заполняются бетоном. Для этих балочек приме­няется тот же материал, что и для основной кладки стен, например, кирпичная керамика или извест­ково-песчаный искусственный камень. Размеры оболочек соответствуют размеру камней NF, 2-DF и 3-DF и поставляются длиной от 1,00 до 3,00 м с градацией по длине через 25 см. Глубина опирания их должна быть не менее 11,5 см (рис. «Встроенная сборная перемычка»). Сбор­ная перемычка после выполнения над ней кладки образует растянутый пояс готовой перемычки. До набора прочности за семь дней при пролетах пере­мычки от 1,25 м требуется установка одной монтажной подпорки, а от 2,50 м — двух подпорок. Для наружной кладки начиная от толщины стены 30 см имеют­ся теплоизолирующие перемычки (рис. «Размеры сборных перемычек»).

 

Коробка для роль-ставен

 

Короба для роль-ставен — это сборные элементы, которые позволяют устанав­ливать в стенах над окнами и дверьми роль-ставни. Они должны обеспечивать теплозащиту стены в месте установки роль-ставен. Поэтому они выполняются из того же материала, что и основной материал стен, или изготавливаются из легкого бетона и облицовываются плитками или сайдингом из материала стены. Они могут изготав­ливаться также из пенопластовых изоляционных материалов в сочетании с твердо-волокнистыми пли­тами (рис. «Встроенный короб для роль-ставен с камнем для пропуска ремня управления»). Во всех случаях установленные из­нутри и снаружи штукатурные планки позволяют вести их дальнейшую отделку. Короба для роль-ста­вен имеют стабильную форму, являются самонесу­щими, не чувствительны к погодным воздействиям, и соответствуют предписаниям по теплозащите, шумо — и пожаро-защите (рис. «Короба для роль-ставен»).

Они соответствуют толщине стен, их длина соответствует ширине проемов с учетом глубины опирания, определяемой изготовителем. Каменный элемент для пропуска ремня управления устанавливается справа или слева у нижней грани проема в стене, причем с этой стороны глубина опирания короба для роль-ставен должна быть больше.

 

 

Подоконные сливы

 

Под подоконным сливом понимают верхнее за­вершение подоконной части наружной стены, рас­положенное со стороны фасада здания (рис. «Подоконный слив»). Сливы как сборные элементы могут изготавливать­ся из бетона или из природного камня. Они долж­ны достаточно выступать за оштукатуренную на­ружную поверхность стены и иметь капельник на нижней плоскости. Сливы устанавливают на ра­створе с уклоном наружу к капельнику. По бокам элемент слива должен примыкать к неоштукату­ренной кладке, для того чтобы штукатурка пере­крывала шов, и он был бы не проницаем для дожде­вой воды при ветровом напоре. При облицовочной кладке шов должен быть заполнен уплотняющим материалом.

 

Покрытие свободно стоящих стен и парапетов

 

Свободно стоящие стены и парапеты необходимо защищать сверху от погод­ных воздействий с помощью парапетных камней и специальных покрытий. Та­кими покрытиями могут быть слой рулонного материала с уклоном в одну сторо­ну, пояс из монолитного бетона с покрытием из жести или черепицы с уклоном в одну или две стороны, а также сборные бетонные парапетные камни. Сборные элементы могут иметь различные формы, однако с каждой стороны они должны иметь достаточный свес, для того чтобы можно было устроить карниз с капель­ником (рис. «Покрытие свободно стоящих стен и парапетов»). Если из декоративных соображений парапетный камень не должен выступать за грани стены, то растворный шов между стеной и парапет­ным покрытием должен быть герметично заделан пластичным герметиком.

 

Световые шахты — приямки

 

Световые шахты — приямки — это U- образные сборные элементы из бетона или усиленной стек­ловолокном пластмассы. Они служат для освеще­ния и вентиляции помещений ниже уровня земли.

Световые шахты могут устанавливаться на бетон­ной плите, консольно-выступающей из стены подвала, и прикрепляться к стене с помощью дюбелей или подвешиваются к соответствующим креплениям в элементах оконных проемов (рис. «Световая шахта»). Из-за возможных осадок они должны быть всегда укреплены на сооружении. Подошва световой шахты для защиты от брызг дождевой воды должна располагаться ниже подоконника окна на 15 см. Там должно быть организовано надежное водо-удаление. В укрепленных на стене шахтах дно, как правило, оставляют открытым и покрывают его только крупным гравием. Из-за опасности несчастных случаев световые шахты должны накрываться решетками.